·Динамическая забивка свай	·Динамические испытания	·Ограждение котлованов
·Статическое вдавливание свай	·Статические испытания	·Проектирование свайных полей

---

*У нас никогда не бывает некачественных проектов свайных фундаментов. Мы полностью отслеживаем и исполняем все проектные решения. Наша работа полностью соответствует требованиям свода правил проектирования и строительства, а также правилам проектирования фундаментов.

---

 

Самые распространенные конструкции буронабивных свай и методы их устройства

1. Назначение и применение буронабивных свай

 

Массовое использование свай для строительства недорогих и очень качественных фундаментов, с применением для погружения железобетонных свай технологии их забивки молотами разных конструкций, применяется уже достаточно давно.

 

Так, например, Нидерландская столица Амстердам (более 250 тыс. человек) еще в XIX веке полностью расположила свои здания на свайном основании. Исаакиевский собор в С. Петербурге стоит на сплошном свайном поле из 10 762 деревянных свай, забитых в 1818 г.

 

Забивка свай в условиях плотной застройки больших городов заставила еще в прошлом веке найти способы сооружения свайных полей с использованием технологических приемов, не наносящих ущерба зданиям и сооружениям, расположенным рядом со строительной площадкой.

 

Одним из видов таких технологических приемов является использование буронабивных и/или буроинъекционных свай и метод стена в грунте. Данные разновидности бетонных и железобетонных свай получили широкое распространение. Происходит это потому, что названные сваи производятся (изготавливаются) без грохота сваебойных молотов и вибраций вибропогружающих установок, которые особенно разрушительно действуют в кварталах старой и плотной застройки больших городов. Буровые разновидности железобетонных свай, в т. ч. и бареттные, дают возможность возводить на слабых грунтах многоэтажные здания, имеющие высоту более 200 м в условиях городской застройки высокой плотности. Самыми идеальными грунтовыми основаниями для буронабивной сваи с использованием железобетона являются плотные пески, галечно-гравийные слои и разнотипные горные породы (средне- и мелкообломочные). Поэтому практически все разновидности буровых свай нормативными документами разрешается использовать почти на всех видах грунтов, за исключением крупнообломочных и скальных.

 

Наше предприятие имеет собственную базу современной строительной техники в эксплуатации, в том числе и для лидерного бурения. Эти механизмы дают возможность производить работы по строительству фундаментных и огораживающих свайных сооружений в любую пору года, даже в суровые зимние морозы. Среди множества достоинств буронабивных свайных конструкций можно отметить отсутствие динамической нагрузки (ударов, вибраций), передающейся через слои грунта на расположенные поблизости сооружения городской инфраструктуры и, самое главное на жилые и общественные здания. Кроме того при этом нет и шумового воздействия (звуки ударов и гудение вибраторов) которые воздействуют на жителей этих домов и работников предприятий. Также нужно отметить достаточно высокие темпы проведения строительных работ, а также мобильность и компактность использующегося оборудования и строительной техники.

 

По способу устройства в грунте СНиП 2.02.03-85 делит буровые сваи на сваи, которые заливают бетоном в скважинах, полученных путем принудительного вытеснения (отжатия) грунта в стороны при их изготовлении и скважинах, которые получены бурением с выемкой грунта на поверхность.

 

2. Основные методы, используемые при устройстве буровых свай.

 

Специалисты нашего предприятия для изготовления скважин при создании буровых свай чаще всего применяют следующие методы:

 

а) непрерывного полого шнека (НПШ);

б) обсадных труб, которые погружают и извлекают с помощью вибропогружателя;

в) обсадных труб, погружаемых дрейтеллером.

 

Метод НПШ (Непрерывного Полого Шнека) представляет собой самый распространенный за пределами России технологический прием производства буровых бетонных и железобетонных свай. Суть его в том, что бурят скважину шнеком, который имеет внутри полость (трубу), закрытую заглушкой, не дающей грунту попасть в полость. Достигнув заданной глубины, шнек, оснащенный спиральными ребордами, начинает «выбуривать» грунт на поверхность. Одновременно с этим, бетононасосом через внутреннюю полость шнека начинают под давлением закачивать бетонный раствор, постепенно поднимая шнек. Заполнив скважину полностью бетоном, шнек отводят в сторону и вибратором погружают в бетон арматурную конструкцию, или оставляют сваю не армированной. Подача бетонной смеси под давлением дополнительно уплотняет грунт вокруг скважины и тем самым увеличивает ее несущую способность.

 

Обсадные трубы представляют собой трубу, имеющую диаметр чуть меньше диаметра скважины. Они предназначены для:

 

- сдерживания давления слоев грунта, окружающих скважину;

- защиты скважины от обрушения ее стенок при бурении скважины;

- защиты стенок скважины при опускании стального каркаса, предназначенного для армирования сваи.

 

Дрейтейлер (Drehteller) – это термин, пришедший из немецкого языка, и означающий переходное устройство для подсоединения обсадных труб, имеющих разный диаметр, к ротору (вращателю) буровой установки.

 

Выбор вами технологии изготовления буровых железобетонных свай в первую очередь определяется параметрами их экономической целесообразности, а также геологическими условиями того участка, который выбран для строительства здания или сооружения.

 

Обсадные трубы при устройстве буровых скважин обычно из скважин удаляют. Оставлять их разрешается только при той ситуации, когда буровая скважина устраивается в таких грунтовых пластах, у которых скорость фильтрации подземных грунтовых вод составляет более 200 м в сутки, а также при закреплении неустойчивых оползневых склонов и в некоторых других случаях, которые технически обоснованы.

 

3. Буронабивные сваи (БНС), оборудование и технологии

 

Буровые и буронабивные (скважинные) сваи выполняются цилиндрическими и с уширением (увеличением диаметра) в нижней части. Для их устройства в практике строительства могут быть использованы самые разные технологии. Например, без укрепления стенок скважины обсадными трубами или с применением этих труб, с взрывным или вибрационным уплотнением грунта, окружающего скважину и другие. Такие сваи могут быть использованы для строительства зданий и сооружений разного назначения – жилых, общественных и производственных зданий и т. д. Они используются и при сосредоточенных горизонтальных и вертикальных нагрузках большой величины, а также на строительных площадках, грунты которых характеризуются сложными и тяжелыми геологическими условиями строительства.

 

Наши специалисты-проектировщики рекомендуют использовать буронабивные сваи тогда, когда их проектная длина превышает 12 м, а при меньшей длине гораздо правильнее будет использование железобетонных погружных свай, изготавливаемых заранее на заводе ЖБИ (железобетонных изделий). Используют такие погружные (забивные) сваи под средние или легкие нагрузки, например, при строительстве зданий сельскохозяйственного назначения.

 

Но иногда буронабивные сваи используют по строительной производственной необходимости, причина которой в отсутствии в этой местности производственной базы для качественного изготовления и правильного применения погружных свай из бетона или железобетона и/или большие транспортные расходы на их доставку из других местностей.

 

Буронабивные сваи также рекомендуют использовать в случаях, когда требуется прорезка слоев насыпного грунта, содержащего в большом количестве твердые включения – крупный строительный мусор, обломки разрушенных зданий и конструкций из железобетона, камня или просто бетона, а также россыпи валунов и/или моренные гряды и т. п. Т. е. в тех случаях, когда погружение железобетонных свай вдавливанием или забивкой затруднено или даже невозможно.

 

Наше предприятие для изготовления этих буровых свай использует оборудование итальянской фирмы Casagrande. Эта фирма производит роторные буровые установки, которые в рабочем состоянии имеют массу от почти 30 до 115 тонн и обеспечивают вращающий момент на роторе (вращателе) этой установки не менее 430 кНм. Новые технологии, сосредоточенные в модели ХР, дают возможность использовать мощность собственного дизельного двигателя с максимальным к.п.д. Получают это с помощью электронного перераспределения усилий, создаваемых гидростанцией.

 

Буровая установка этой модели идеально выполняет:

 

- бурение скважин, использующих обсадные трубы, которые устанавливаются с использованием гидравлического обсадного стола или вращательного привода, которые приводятся в работу буровой установкой.

- бурение скважин большой глубины, не защищенных обсадными трубами, но стабилизированных буровым раствором, в качестве которого может использоваться густой раствор глины в воде;

- специальные методики бурения, например, скважины под сваи FOW, бурение с вытеснением грунта (метод «раскатки» – FDP), системы со смешиванием грунта – типов CSM и SMW;

- бурение, выполняемое с использованием штанги Келли (телескопической штанги), т. е. без использования осциллятора обсадной трубы.

 

Наше предприятие для устройства буронабивных свай (БНС) применяет в основном такие технологии:

 

- с использованием обсадной трубы;

- с использованием глинистого бурового раствора;

- с использованием шнека типа CFA (непрерывного проходного полого);

- с использованием вращения бура в одну сторону, а обсадной трубы – в противоположную (т. е. двойного вращателя);

- выполнение набивных свай уплотнения.

 

4. Технология изготовления буронабивных свай (БНС) с использованием обсадной трубы

 

 Способ изготовления буровой сваи с использованием обсадной трубы достаточно популярен. Прием использования обсадной трубы для защиты стенок скважины от обрушения был изобретен в XIX веке для бурения глубоких скважин при добыче нефти.

Суть этого метода – в погружении в скважину инвентарной обсадной трубы с использованием трубозакручивающего стола (осцилятора) и вращателя. Погрузив трубу на 2 – 2,5 м вынимают грунт буровым оборудованием из трубы, после чего продолжают бурение на следующий отрезок. Так делают до проектной глубины скважины. Использование обсадных труб полностью предотвращает осыпание стенок скважины, что исключает и проседание грунта в зоне буронабивной скважины. А это дает возможность производить работы по устройству свайного поля вблизи от эксплуатируемых зданий.

 

Потом в скважину опускается арматурная конструкция и заполняется бетоном. Для этого используется метод «Вертикально Перемещаемой Трубы» (ВПТ), при котором бетоноподающая труба от дна скважины постепенно поднимается. По мере заполнения скважины обсадная инвентарная труба выкручивается (или вынимается), а бетон под действием силы тяжести и движения обсадной трубы оседает и уплотняется. Раствор цемента из бетонной смеси проникает в близлежащий грунт и «замоноличивает» его. Срубкой верхней части бетона сваи («шламового слоя») отбойным молотком процесс устройства буронабивной сваи заканчивается.

 

5. Технология изготовления буронабивных свай (БНС) с использованием глинистого раствора

 

Суть процесса использования глинистого раствора для предотвращения осыпания стенок буронабивной скважины в том, что по мере бурения в полость скважины закачивают глинистый раствор, чаще всего бентонитовый, который имеет плотность 1,15 – 1,35 т/куб. м. Этот раствор, имея достаточно высокую плотность, сдерживает стенки скважины и вымывает продукты бурения. Это особенно важно при бурении крупнообломочных слоев. После достижения забоем проектной глубины, начинают бетонирование, опустив на дно скважины ВПТ. Закачивая на дно скважины бетонный раствор, постепенно поднимают трубу.

 

Достоинства этого способа проявляются в отсутствии осадок грунта, простота метода, невысокая стоимость и возможность работать прямо под стенами старинных зданий.

 

К недостаткам относят необходимость вывоза со стройплощадки  грунта, который содержит бентонит, с его последующей утилизацией.

 

Этот метод изготовления БНС в последнее время стал использоваться меньше, особенно после массового появления таких бурильных установок как KATO, Junttan, Bauer и др.

 

6. Технология изготовления БНС с использованием проходного шнека

Технология непрерывного проходного шнека, носит еще названия технология SOB-колонны, и технология CFA. Последнее название произошло от английского «continuous flight auger», что переводится как «бурение бесконечным шнеком».

 

Суть этого процесса в том, что в грунт погружается непрерывный проходной (полый внутри) шнек на глубину, определенную проектом. После этого грунт в объемном количестве, равном объему будущей скважины непрерывным шнеком поднимается на поверхность, а бетонный раствор под давлением через внутреннюю полость (трубу) шнека подается на дно скважинной полости. По мере поднятия шнека вверх бетонный раствор под давлением и собственным весом заполняет весь объем скважины. Стальной арматурный каркас вводят в объем скважины с помощью вибропогружателя. Так изготавливается железобетонная свая без глинистого раствора и обсадных труб.

 

Главное достоинство этого способа – высокое качество заполнения объема скважины бетоном и скорость проведения свайных работ.

 

7. Технология изготовления БНС с использованием двойного вращателя (Double Rotary)

 

«Технология двойного вращателя» – это дальнейшее развитие технологии проходного шнека. Новизна этого процесса заключается в том, что добавляется обсадная труба, которая не просто опускается при выборке грунта из нее, а «ввинчивается» вращением инвентарной трубы с использованием трубозакручивающего стола. При этом направление вращения обсадной трубы противоположно вращению шнека. Пробуренную скважину заполняют бетоном с помощью полости шнековой колонны при одновременном совместном подъеме ее и обсадной трубы. Армируют сваю армировочным каркасом с помощью вибропогружателя.

 

Особый случай использования этого метода для устройства БНС – это грунты водонасышенные, все виды дисперсных (илы, несвязные плотные или твердые глины и пр.).

 

К достоинствам следует отнести высокое качество свай и высокую производительность. Применение несколько ограничивается спецтребованиями к грунтам на стройплощадке.

 

8. Технология изготовления БНС с использованием уплотнения грунта (технология DDS)

 

Суть этой технологии в использовании для формирования внутренней полости скважины приема «раскатки», т. е. скважину получают без отрывания или выбуривания грунта. Грунт «отжимают» с помощью «раскатчика» на периферию скважины с одновременным уплотнением прискважинного грунтового пространства и стенок скважины.

 

Конструкция раскатчика представляет собой установленные последовательно на общем валу конические катки, с осями, смещенными относительно общей оси вала так, что после начала  вращении вала эти конические катки осуществляют подачу раскатчика, т. к. катятся они по винтовой линии.

 

Бетон подается по полости в раскатчике в нижнюю часть скважины вместе с извлечением раскатного устройства.

 

Достоинства: высокая скорость работ, производительность, отсутствуют шум и вибрации. Применение – в условиях плотной городской застройки. Стоимость работ уменьшает отсутствие операций вывозки грунта.

 

9. Бурокасательные сваи, их сущность

 

Уже во второй половине ХХ века для создания противофильтрационных завес и ограждений котлованов использовались буронабивные сваи. Для выполнения защитной функции их выстраивали в один ряд впритык друг к другу. Т. е. шаг установки каждой следующей сваи точно равен ее радиусу.

 

Бурокасательные сваи это один из вариантов буронабивных свай. Используют этот вид свай при условии, что свая, воспринимая нагрузки и вертикальные и горизонтальные, как от фундаментов соседних зданий, так и от грунта, минимизирует влияние большого котлована на близлежащую городскую застройку. Правильная их установка дает практически аналог «стены в грунте».

 

Особенности их конструктивного исполнения вытекают из технологических возможностей производителя свай. Они ограничиваются возможностями оборудования, способом устройства (изготовления) свай и применяемой технологией. Диаметр сваи определяется длиной сваи и ее прочностью на изгиб.

 

9.1. Основные достоинства и некоторые недостатки бурокасательных свай

 

Достоинствами бурокасательных свай являются:

 

1. Возможность отрывать глубокие котлованы – до 40 – 50 м глубиной.

2. Нет необходимости в устройствах водопонижения и отведения, а значит, снижается стоимость работ.

3. Устройство таких свай позволяет вести работы в котловане методом «up&down», т. е. «сверху – вниз». После отрытия части котлована устанавливают плиты перекрытия между первым этажом здания и многоэтажным подвалом, использовав как фундамент сваи ограждения. Такой прием позволяет сократить сроки строительства.

 

9.2. Технология изготовления бурокасательных свай

 

Изготавливают сваи этой разновидности так:

 

- вначале устанавливаются сваи через одну только бетонные (без армирования);

-вторым шаром бурят скважины между готовыми сваями и устраивают сваи армировавнные, армировочный каркас опускают или до начала бетонирования (при наличии обсадной трубы) или после заполнения скважины бетоном (вибропогружателем).

 

После заполнения скважины бетоном часть «цементного молочка» проникает в грунт и таким образом создается сплошная бетонно-железобетонная монолитная стена, являющаяся аналогом «стены в грунте».

 

9.3. Главные места использования

 

Одно из мест применений – на маленьких строительных площадках, где нет места длинным готовым железобетонным сваям (негде хранить, и нет места даже для их транспортирования).

 

Их используют, где недопустимы забивка и вибропогружение свай из-за близко находящихся сооружений и зданий.

 

При наличии в прорезаемом грунте слоев, не пробиваемых готовыми сваями (валуны, крупные обломки камня и т. п.).

 

В том случае, когда ограждение котлована изготавливается из буронабивных свай, а «замки» между ними – из микросвай.

 

Сваи, выполняющиеся как анкерные имеющие самые разные направления, получаемые с одной позиции бурильной установки.

 

10. Буросекущие сваи, их сущность

 

В местах эксплуатации свай могут быть самые разные геологические условия, которые определяют методы их устройства. При этом экономическая целесообразность не на последнем месте. Диаметр буросекущих свай может колебаться от 300 мм до 1,5 – 2 м. Используются такие сваи для строительства «стены в грунте» для ограждения котлованов или при строительстве фундаментов под стены. При устройстве в слабых грунтах используют обсадные трубы или длинный непрерывный полый шнек.

 

При армировании таких свайных стен их изготавливают через одну (без армирования). Шаг расположения буросекущих свай первой очереди – 0,7 – 0,8 диаметра сваи. Сваи второй очереди бурятся между уже затвердевшими сваями без арматуры, при этом отсекается часть уже готовых свай. Т. е. сваи второй очереди «всекаются» в уже готовые. В скважину погружают арматурный каркас и заполняют ее бетоном. Такой способ дает возможность создать монолитную стену достаточной толщины, а значит и прочности.

 

Высококвалифицированные специалисты нашего предприятия имеют опыт проведения работ по устройству ограждающих конструкций из буронабивных свай в разных по категории сложности грунтовых условиях и разных диаметров. При этом наши специалисты используют самые новые и эффективные технологии и оборудование, имеющее высокую производительность. В условиях плотной городской застройки эти процессы почти единственные при строительстве свайных фундаментов.

 

10.1. Важные достоинства буросекущих свай

 

Буросекущие сваи изготавливаются непосредственно на месте, заполнением бетоном пробуренных скважин. Такая работа происходит без шума и динамических воздействий через грунт от ударов и вибраций сваепогружных установок при погружении готовых свай. Это дает возможность использовать буровые сваи в населенных городских кварталах.

 

10.2. Основные места использования

 

Применяются буросекущие сваи достаточно широко:

 

- как ленточные ограждающие конструкции с высокой степенью герметичности;

- в качестве ленточных свайных фундаментов;

- как фундамент вида «свайный куст» и т. д.

 

Буросекущие сваи в составе ограждающей конструкции являются аналогом «стены в грунте», т. е. противофильтрационной завесой и могут использоваться для ограждения полигонов захоронения бытовых и промышленных отходов, защиты низинных мест от грунтовых вод и пр.

 

11. Буроинъекционные сваи, их сущность

 

Буроинъекционные сваи по своей конструкции аналогичны буронабивным, но, как правило, меньше их по диаметру – от 180 до 400 – 450 мм. Если необходимый диаметр сваи не превышает 300 мм, то используется чаще всего буроинъекционная технология, при больших диаметрах предпочитают более оптимальную конструкцию – буронабивную. Существенное отличие в том, что буронабивную сваю набивают бетонной смесью (цемент, песок, гравий или щебень, вода), а буроинъекционную – водоцементным или цементно-песчаным раствором.

 

Применяют буроинъекционные сваи в тех же случаях, что и буронабивные – в условиях уплотненной городской застройки вблизи от зданий и сооружений уже стоящих не один десяток лет.

 

В ХIХ веке эта технология создания бетонных свай получила очень большое применение при проведении реконструкции и реставрации  разрушающихся зданий, памятников истории и т. п. в плотно застроенных кварталах старинных городов.

 

Так буроинъекционные сваи стали очень практичным способом строительства современных фундаментов.

 

Для устройства всех буровых свай нашим предприятием используется новейшее оборудование, изготовленное в Италии. Бурильная установка Сasagrande марки B – это самомонтирующийся и полностью гидравлический механизм, оснащенный гусеничным шасси, который предназначен для создания буроинъекционных свай с использованием технологии непрерывного шнека (CFA). Такое новейшее оборудование сочетает применение новых технологий и высокое качество работ, надежность, простоту конструкции, управления и эксплуатации. Система оснащена электронными устройствами, которые дают возможность обеспечивать высокое качество работы, в ходе бурения измерять и фиксировать глубину пробуренной скважины, давления подаваемого бетонного раствора, положение оси сваи в вертикальной и горизонтальной плоскости. Все измерения и показатели заносятся и хранятся в электронном журнале. При необходимости они могут быть в виде документов предоставлены Заказчику.

 

Эта установка легко транспортируется, переводится из походного положения за несколько часов и начинает бурение. Диаметр бурения – от 400 мм до 1,2 м. Длина свай (глубина скважин) до 33 м. Установка позволяет размещать буроинъекционные сваи возле самых стен эксплуатируемых зданий без выселения жильцов и не прерывая работу предприятий или учреждений. Совместно с системой «Double rotary» возможно бурение сыпучих и текучепластичных грунтов, даже в условиях вероятного выпора грунта из-под фундаментов зданий.

 

Используются они и возле существующих подземных сооружений, жилых, общественных и производственных зданий в тех случаях, когда невозможно использовать железобетонные сваи, погружаемые забиванием или вибропогружателями.

 

11.1. Главные сферы применения буроинъекционных свай

 

Опыт специалистов нашего предприятия позволяет рекомендовать применение буроинъекционных свай в следующих случаях:

 

- для укрепления фундаментов (усиления оснований) имеющихся сооружений (и зданий) при возникновении аварийных (неравномерных) деформаций;

- для предупреждающего (превентивного) усиления грунта возле нового знания вблизи строительства;

- при реконструкции старого здания с увеличением этажности, изменения его конструктивной схемы и увеличении нагрузки для передачи их на усиленный фундамент;

- при необходимости коренной перестройки здания.

 

Также буроинъекционные сваи используют для усиления фундаментов аварийных зданий, построенных на любых грунтах, в т. ч. просадочных (выработанных территориях над шахтами), для передачи дополнительной нагрузки после реконструкции на нижележащие плотные слои грунта. Большинство других видов свай из-за громоздкости оборудования, ударов при забивке, вибрациях при погружении применяться не могут.

 

Возможно также строительство из буроинъекционных свай разделительных и ограждающих стен и мн. др.

 

11.2. Технологии изготовления буроинъекционных свай

 

Скважины для буроинъекционных свай проходят (бурят) шнековым буром или шарошечными долотами. В неустойчивых грунтах, насыщенных грунтовыми водами, используют обсадные трубы или глинистый бентонитовый раствор, с плотностью от 1,05 до 1,15 тонн/ куб. м. (уточняется в лаборатории для конкретных грунтов).

 

Отклонений угла бурения не должно быть больше ± 2градуса, длины скважины – ± 0,3 м. Арматурный каркас обычно устанавливается до заполнения скважины бетоном, но по обоснованию это можно сделать и поле заполнения (с помощью вибропогружения). Каркас должен центрироваться в скважине специальными элементами для защиты арматуры слоем бетонной смеси заданной толщины.

 

Инъекционный раствор – мелкозернистый бетон (песчано-цементная смесь). Требования к составу – по ГОСТ 7473. Готовить раствор следует на строительной площадке перед самым нагнетанием в скважину. Для этого использовать скоростные смесители (бетономешалки) с частотой вращения более 200 об/мин. Время перемешивания не меньше 1 мин. раствор израсходовать в течение двух часов.

 

Скважина должна наполняться снизу и бетонным раствором полностью вытеснить буровой раствор до появления чистого инъекционного раствора.

 

Диаметр подающей трубы – более 40 мм.

 

Заканчивается работа опрессовкой сваи созданием давления на твердеющий бетон величиной 200 – 300 кПа в течение не менее трех минут. Для этого на верхнюю часть трубы-кондуктора устанавливают обтюратор (заглушку) с манометром и патрубком для подачи бетонного раствора.

 

Достоинства и недостатки буроинъекционных свай

 

К достоинствам нужно отнести:

 

- высокая скорость выполнения и высокая надежность в использовании;

- исключаются объемные земляные работы;

- возможна работа зимой, при морозе;

- дешевизна – работа в один этап, нет земляных работ, уменьшенные сроки работ;

- использование в условиях плотной застройки.

 

К недостаткам относятся:

 

- отсутствие уплотнения грунта;

- возможен вынос бетона из скважины подземными водами до его схватывания;

- иногда не удается полностью погрузить арматурную конструкцию (погружается до 70 – 80%), что уменьшает прочность сваи.

---